第六章 电力系统暂态稳定.ppt

第六章 电力系统的暂态稳定性 第一节 电力系统的暂态稳定性概述 第二节 简单系统的暂态稳定性分析 大扰动后的物理过程分析 等面积定则 简单系统暂态稳定判据 故障发生后的过程为： 结论：1 、若最大摇摆角不越过h点，系统可经衰减的振荡后停止于稳定平衡点ｋ，系统保持暂态稳定，反之，系统不能保持暂态稳定。2、 暂态稳定分析与初始运行方式、故障点条件、故障切除时间、故障后状态有关。3、.快速切除是保证暂态稳定的有效措施 故障中，机组输入的机械功率发电机输出的电磁功率，发电机加速，以下证明： 在加速过程中过剩转矩对相位角位移作的功等于转子在相对运动中动能的增加。 将上式两边积分得：　 同理可推得故障切除后: 在减速过程中动能的减少等于制动转矩对相位角位移作的功。 当加速面积与允许的减速面积相等时， 简单系统中，δ不越过δh时，系统稳定。 当δ越过δh时，系统不能保持暂态稳定。 近似考虑当δ180°，系统不能保持暂态稳定。 第三节 发电机转子运动方程 的数值解法 第四节 发电机组自动调节系统 对暂态稳定性的影响 第四节 发电机组自动调节系统 对暂态稳定性的影响 第七节 提高电力系统暂态 稳定性的措施 一、故障的快速切除和自动重合闸装置的应用 1）快速切除故障：对于提高系统的暂态稳定性有决定性的作用。 a）提高发电机稳定性 b）使电压迅速回升，提高负荷稳定性。 c）切除时间=继电保护动作时间+断路器动作时间 最快 0.06s 0.02s 0.04s 2）自动重合闸：对于提高系统的暂态稳定性有十分明显的作用。 a）电力系统的故障特别是高压输电线路的故障大多数是短路故障，而这些短路故障大多数又是暂时性的。重合闸成功率在90%以上。 b）提高供电可靠性。 c）自动重合闸动作越快对稳定越有利，但是重合闸的时间受到短路处去游离时间的限制。 例：单相重合闸的作用分析 二、提高发电机输出的电磁功率 1) 对发电机施行强行励磁 二、提高发电机输出的电磁功率 2）电气制动 3）变压器中性点经小电阻接地 四、系统失去稳定后的措施 (二)短期异步运行及再同步的可能性 1、系统失去稳定性的过程 这里仅讨论一台机与系统失去同步的过程。发电机受扰动后若功角不断增大，其同步功率随着时间振荡，平均值几乎为零。而原动机机械功率的调整较慢．因此发电机的过剩功率继续使发电机转子加速。但是这个过程不会持续下去，因为发电机的转速大于同步转速而处于异步运行状态时，发电机将发出异步功率。当平均异步功率与减少了的机械功率达到乎衡时，发电机即进入稳态的异步运行 同步发电机在异步运行时发出异步功率的原理与异步发电机类似。即由于定子磁场在转于绕组和铁芯内产生感应电流，后者的磁场与定子磁场相互作用产生异步转矩，使发电机发出电磁功率即异步功率。 三、减少原动机输出的机械功率 1）快速关气门 三、减少原动机输出的机械功率 2）联锁切除部分发电机切机 （图b） 如果系统备用容量足够，在切除故障线路的同时，连锁切除部分发电机，这是一种简单可行和有效的提高稳定的措施。 切除一台发电机能大大增大可能的减速面积，提高系统的暂态稳定性 三、减少原动机输出的机械功率 3)合理选择远距离输电系统的运行接线 远方发电厂向系统中心输电常常采用多回路输电方式。但在运行中，从提高系统暂态稳定性的角度宜选用机组单元接线或扩大单元接线方式向远方的负荷中心输电。 如果所有其他提高稳定的措施均不能保持系统的稳定，可以将系统分解成几个独立部分。 四、系统失去稳定后的措施 (一)设置解列点 以上求得极限切除角并没有解决实际问题，实际需要知道的是，为保证系统稳定必须在短路后多长时间内切除故障，也就是要知道临界切除角对应的切除时间。这就需要求解转子运动方程，来找到转子角的运动曲线（δ-t曲线），确定临界切除角所对应的临界切除时间。 除了短路故障引起的扰动，等面积定则还可以用来分析其它扰动的稳定问题，如发电机（或线路）断路器因故障断开，随后又重新合上的问题。（p210）或双回线路断开一回时系统能否稳定的问题。 一、计算目的： 为继电保护和断路器提供极限切除时间。（计算极限切除角所对应的切除时间） 根据保护的切除时间，判定系统的稳定性。 由摇摆曲线判断发电机是否稳定。 初始条件： 对单机无穷大系统，发生故障后，故障期间的转子运动方程为： 求解析解十分困难，须通过数值方法求解。